逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法技术

本发明专利技术公开了逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法；三相逆变电路的工作步骤如下：S1、根据Datasheet与VCE电压判断IGBT模块开关状态；S2、采集逆变电路中U相电路、V相电路或者W相电路的电流大小；S3、根据IGBT模块开关状态求得分别流经IGBT单元和FWD单元的电流大小；S4、根据Datasheet与所测得电流大小计算IGBT模块损耗；本发明专利技术相比其他IGBT模块测试方法，可直接在原有逆变电路上实现，无需增加其它电路；本发明专利技术直接测量集电极和发射极电压来判断IGBT单元工作状态更加准确；配合U相电流测量可以得到精准的IGBT单元和FWD单元的电流有效值大小，即提高了精度又避免了复杂的数学计算；直接在逆变电路上实现，无需修改电路，简单推算IGBT单元和FWD单元损耗。IGBT单元和FWD单元损耗。IGBT单元和FWD单元损耗。

【技术实现步骤摘要】
逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法


[0001]本专利技术属于电力电子器件
，具体涉及逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法。

技术介绍

[0002]IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；一般所说的IGBT也指IGBT模块；随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见,现今的IGBT驱动模块广泛应用在各种逆变电路中，然而市面上各种的IGBT模块仍存在各种各样的问题。
[0003]如授权公告号为CN102857081A所公开的IGBT感应加热电源的逆变驱动电路，其虽然保证了驱动脉冲信号的质量，同时能够避免从IGBT方向耦合回来的信号干扰驱动电路工作；保证了IGBT的工作可靠性，同时有效避免了IGBT 器件的损坏，但是现有常见的IGBT模块电流检测只能检测U、V、W三相电流，不能确定IGBT单元和FWD单元电流有效值。对损耗计算及其它分析也需要大量运算。本专利技术为了可以方便快捷得到IGBT单元和FWD单元在工作周期中的电流有效值的问题，为此我们提出逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，三相逆变电路的工作步骤如下：
[0006]S1、根据Datasheet与VCE电压判断IGBT模块开关状态；
[0007]S2、采集逆变电路中U相电路、V相电路或者W相电路的电流大小；
[0008]S3、根据IGBT模块开关状态求得分别流经IGBT单元和FWD单元的电流大小；
[0009]S4、根据Datasheet与所测得电流大小计算IGBT模块损耗。
[0010]优选的，所述三相逆变电路中包括有六个IGBT单元和六个FWD单元，六个所述IGBT单元两两之间电性连接，六个所述FWD单元与六个所述IGBT单元分别电性连接，六个所述IGBT单元组成三相电路，分别为U相电路、V相电路和W相电路；
[0011]所述U相电路、所述V相电路和所述W相电路中分别包括有两个IGBT单元和两个FWD单元，所述IGBT单元的发射极与所述FWD单元的正极电性连接，所述IGBT单元的集电极与所述FWD单元的负极电性连接，两个所述IGBT单元之间通过发射极和集电极之间电性连接，其中一个所述IGBT单元中的集电极与火线电性连接，另一个所述IGBT单元种的发射极与零线电性连接，所述 U相电路、所述V相电路和所述W相电路中的两个IGBT单元之间分别电性连接有引出线，所述U相电路、所述V相电路和所述W相电路中的所述IGBT单元与火线电性连接的点设置成高压差分探头测量A，所述U相电路、所述V相电路和所述W相电路中的引出线节
点设置成高压差分探头测量B。
[0012]优选的，六个所述IGBT单元和六个所述FWD单元分别采用的是绝缘栅双极型晶体管芯片与续流二极管芯片，所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述续流二极管芯片通过特定的电路桥接封装而成IGBT模块。
[0013]优选的，所述所述IGBT模块的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给晶体管提供基极电流，使所述IGBT单元导通，反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使所述IGBT单元关断。
[0014]优选的，所述S1中的根据产品数据手册可得到I
C
远大于0A时VCE电压，使用高压差分探头测量A、B两点电压V
AB
与V
CE
进行对比，判定得到所述IGBT 模块的开关状态；
[0015]其中I
C
代表流经所述IGBT单元的电流，所述V
CE
为所述IGBT单元的导通压降。
[0016]优选的，所述S2中采集逆变电路中U相电路、V相电路或者W相电路的电流大小采集使用高精度电流探头测量U相电路、V相电路或者W相电路的电流，并将高精度电流探头与S1中高压差分探头接入同一台示波器。
[0017]优选的，所述S3中根据所述IGBT模块开关状态求得分别流经所述IGBT 单元和所述FWD单元的电流大小：
[0018]使用示波器采集一个周期内V
AB
电压波形与U相电路、V相电路或者W相电路的电流波形保存为CSV文件，取U相电路、V相电路或者W相电路的正弦电流正半周期与同一时刻V
AB
对比处理，对V
AB
小于V
CE
时对应U相电路、A相电路或者B相电路的电流采样值进行获取。
[0019]优选的，所述IGBT单元和所述FWD单元的电流大小计算如下，得到I
IGBT
和I
FWD
：
[0020][0021][0022]F(fwd)＝1
–
F(igbt)，
[0023][0024][0025]其中F(U)为一个周期中U相正弦电流正负判断，I
U
为一个周期中的U相电流采样值，F(igbt)为所述IGBT单元开关状态判断，Vab为集电机与发射极电压采样值，Vceth为所述IGBT单元导通阈值，F(fwd)为所述FWD单元开关状态判断，所述I
IGBT
为一个周期中流经所述IGBT单元的电流有效值大小，所述I
FWD
为一个周期中流经所述FWD单元的电流有效值大小，n为一个周期内示波器采样点数量。
[0026]优选的，所述S4中根据Datasheet与所测得电流大小计算所述IGBT模块导通损耗：
[0027]P
cond
＝I
IGBT
×
V
AB
；
[0028]P
D
＝I
FWD
×
V
F
；
[0029]其中P
cond
为所述IGBT单元导通损耗，P
D
为所述FWD单元导通损耗，V
F
为 Datasheet提供的所述FWD单元导通压降。
[0030]优选的，所述三相电路中的两个所述IGBT单元和两个所述FWD单元依次并联连接，所述零线上电性连接有接地端。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术相比其他IGBT模块测试方法，可直接在原有逆变电路上实现，无需增加其它电路；相比常见的通过门极驱动判断IGBT单元工作状态，本专利技术直接测量集电极和发射极电压来判断IGBT单元工作状态更加准确；配合U相电流测量可以得到精准的IGBT单元和FWD单元的电流有效值大小，即提高了精度又避免了复杂的数学计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，其特征在于：三相逆变电路的工作步骤如下：S1、根据Datasheet与VCE电压判断IGBT模块开关状态；S2、采集逆变电路中U相电路、V相电路或者W相电路的电流大小；S3、根据IGBT模块开关状态求得分别流经IGBT单元和FWD单元的电流大小；S4、根据Datasheet与所测得电流大小计算IGBT模块损耗。2.根据权利要求1所述的逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，其特征在于：所述三相逆变电路中包括有六个IGBT单元和六个FWD单元，六个所述IGBT单元两两之间电性连接，六个所述FWD单元与六个所述IGBT单元分别电性连接，六个所述IGBT单元组成三相电路，分别为U相电路、V相电路和W相电路；所述U相电路、所述V相电路和所述W相电路中分别包括有两个IGBT单元和两个FWD单元，所述IGBT单元的发射极与所述FWD单元的正极电性连接，所述IGBT单元的集电极与所述FWD单元的负极电性连接，两个所述IGBT单元之间通过发射极和集电极之间电性连接，其中一个所述IGBT单元中的集电极与火线电性连接，另一个所述IGBT单元种的发射极与零线电性连接，所述U相电路、所述V相电路和所述W相电路中的两个IGBT单元之间分别电性连接有引出线，所述U相电路、所述V相电路和所述W相电路中的所述IGBT单元与火线电性连接的点设置成高压差分探头测量A，所述U相电路、所述V相电路和所述W相电路中的引出线节点设置成高压差分探头测量B。3.根据权利要求2所述的逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，其特征在于：六个所述IGBT单元和六个所述FWD单元分别采用的是绝缘栅双极型晶体管芯片与续流二极管芯片，所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述续流二极管芯片通过特定的电路桥接封装而成IGBT模块。4.根据权利要求3所述的逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，其特征在于：所述所述IGBT模块的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给晶体管提供基极电流，使所述IGBT单元导通，反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使所述IGBT单元关断。5.根据权利要求1所述的逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，其特征在于：所述S1中的根据产品数据手册可得到I
C
远大于0A时VCE电压，使用高压差分探头测量A、B两点电压V
AB
与V
CE
进行对比，判定得到所述IGBT模块的开关状态；其中I
C
代表流经所述IGBT单元的电流，所述V
CE
为所述IGBT单元的导通压降。6.根据权利要求5所述的逆变电路中IGBT与FWD电流检测方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯杨，
申请(专利权)人：江苏吉泰科电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：